[實用新型]產生雙十太瓦級不同脈寬脈沖的復合激光裝置

無效

• 申請號: 00259521.4
• 申請日: 2000-12-08
• 公開（公告）號: CN2454952Y
• 公開（公告）日: 2001-10-17
• 發明（設計）人: 徐至展;林禮煌;李儒新;楊曉東;張正泉;金石琦;陸海鶴;冷雨欣
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;G02F1/35
• 代理公司: 上海華東專利事務所
• 代理人: 李蘭英

本實用新型是一種產生雙十太瓦級不同脈寬脈沖的復合激光裝置，在該激光裝置上可同時產生脈寬不同的兩個十太瓦(10TW)級激光脈沖。

在先技術中，英國I.N.Ross等人(參見：I.N.Ross等人，Applied?Optics,39卷，2422-2427頁，2000年)，提供一臺光學參量啁啾脈沖放大器(英文是OpticalParametric?Chirped?Pulse?Amplifiers，所以通常簡稱為OPCPA，本文以下為了敘述方便也用此簡稱)，它由信號種子光脈沖同步控制的普克爾盒電光開關，從一臺調Q的摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光振蕩器產生的約5ns(ns為納秒)級單脈沖中削出一個寬度為600ps(ps為皮秒)的脈沖，然后進行放大、倍頻，作為OPCPA的泵浦源。這種OPCPA的激光裝置結構的缺點是：1．由于它采用的普克爾盒電光開關的內在性能引起不可克服的時間抖動，因而時間同步精度低，裝置較復雜，調整不方便；2．泵浦激光脈沖倍頻后剩余的光能量(即基頻光)沒有充分利用；3．它的激光裝置只能產生一個固定脈沖寬度的太瓦級激光脈沖。

本實用新型的目的是提供一種產生精確可控制時間同步精度的兩個不同激光脈沖寬度的10TW級的復合激光裝置。它能同時產生兩個不同脈寬的10TW級激光脈沖。特別是這兩個10TW的激光脈沖可調節相對延遲進行所需要的組合，以滿足特殊的要求。

本實用新型的激光裝置主要包括：飛秒鎖模激光器1，脈沖寬度展寬器2，分束器3，第一時間延時調節器4，第二時間延時調節器8，光學參量啁啾脈沖放大器5，第一脈寬壓縮器6，第二脈寬壓縮器9，泵浦激光脈沖放大鏈11，倍頻器10和光束組合導引器7。

本實用新型的激光裝置的具體結構是：由飛秒鎖模激光器1發射的激光束G₀進入脈沖寬度展寬器2，由置于脈沖寬度展寬器2內的分束器3分成脈沖寬度不相等、能量相等的第一束激光束G₁和第二束激光束G₂。分成的第一束激光束G₁依次經過第一時間延時調節器4，光學參量啁啾脈沖放大器5和第一脈寬壓縮器6進入光束組合導引器7后輸出。分成的第二束激光束G₂經過泵浦激光脈沖放大鏈11進入倍頻器10。由倍頻器10輸出的倍頻光束G_2ω進入光學參量啁啾脈沖放大器5。由倍頻器10輸出的基頻光束G_j依次經過第二脈寬壓縮器9和第二時間延時調節器8進入光束組合導引器7后輸出。如圖1所示。

所說的脈沖寬度展寬器2主要含有光柵201，有凹反射面與光柵201柵面相對的凹面全反射鏡202，有凸反射面與凹面全反射鏡202的凹反射面相對的凸面全反射鏡203。有90度內反射面向著光柵201柵面置放的90度全反射鏡204。如圖2所示。

所說的分束器3是置于脈沖寬度展寬器2內的光柵201與90度全反射鏡204之間。如圖2所示，分束器3是表面鍍有反射率50％，透過率50％介質膜的平行平板，或者是反射為50％透過為50％的分束棱鏡。

所說的飛秒鎖模激光器1是輸出激光束脈沖寬度為10～150飛秒，能量大于1納焦耳(nJ)波長λ從750～1100納米(nm)可調的激光振蕩器。

所說的第一時間延時調節器4主要含有兩個90度反射面相對置放的第一90度全反射鏡401和第二90度全反射鏡402。兩90度全反射鏡401和402帶有相對移動機構。所以兩90度全反射鏡401和402可以相對移動。如圖3所示。

所說的第二時間延時調節器8的結構與第一時間延時調節器4的結構相同。

所說的光學參量啁啾脈沖放大器5是由n≥3級的通光口徑逐級增大的非線性晶體構成。非線性晶體是三硼酸鋰(LBO)晶體，或是β-偏硼酸鋇(BBO)晶體，或是磷酸二氫鉀(KDP)晶體，或是磷酸二氘鉀(DKDP)晶體，或是鈦氧磷酸鉀(KTP)晶體。如圖4所示的實施例中光學參量啁啾脈沖放大器5的結構，其中n=3，為3級501、502、503,3級的口徑是逐級增大的。501和502都是由LBO晶體構成，503是由KDP晶體構成。

所說的第一脈寬壓縮器6主要含有一對光柵，第一光柵601和第二光柵602，兩光柵601和602的柵面相對半錯開置放的。有反射面相對第一光柵601柵面置放的第一全反射鏡603，有反射面相對第二光柵602柵面置放的第二全反射鏡604。如圖5所示。